# Lab 9: Основные предикаты Prolog

## Описание

Lab 9 содержит реализацию основных предикатов языка Prolog, включая математические операции, рекурсивные алгоритмы и операции со списками.

## Структура

```
lab9/
├── task1/               # Основные предикаты Prolog
│   ├── predicates.pl    # Реализация всех предикатов
│   ├── tests.pl         # Автоматические тесты
│   ├── demo.pl          # Демонстрация функциональности
│   ├── Dockerfile       # Docker контейнер
│   └── Makefile         # Команды сборки и запуска
├── Makefile             # Главный Makefile
└── README.md            # Документация
```

## Task 1: Основные предикаты

### Реализованные предикаты:

1. **max(+X, +Y, +U, -Z)** - максимальное из трех чисел
2. **fact_up(+N, -X)** - факториал (рекурсия вверх)
3. **fact_down(+N, -X)** - факториал (рекурсия вниз)
4. **digit_sum_up(+N, -Sum)** - сумма цифр (рекурсия вверх)
5. **digit_sum_down(+N, -Sum)** - сумма цифр (рекурсия вниз)
6. **square_free(+N)** - проверка свободности от квадратов
7. **read_list(-List)** - чтение списка с клавиатуры
8. **write_list(+List)** - вывод списка на экран
9. **sum_list_down(+List, ?Sum)** - сумма списка (рекурсия вниз)
10. **sum_list_up(+List, ?Sum)** - сумма списка (рекурсия вверх)
11. **remove_by_digit_sum(+List, +TargetSum, -Result)** - удаление по сумме цифр
12. **list_sum_program** - интерактивная программа работы со списками

## Команды

### Из корневой директории lab9:

```bash
# Основные команды
make task1              # Запуск task1 (базовая информация)
make demo-task1         # Демонстрация всех предикатов
make test-task1         # Автоматические тесты
make interactive-task1  # Интерактивная сессия
make info-task1         # Подробная информация

# Служебные команды
make build-task1        # Сборка Docker образа
make clean-task1        # Очистка Docker образов
make help              # Справка по командам
```

### Из директории task1:

```bash
make run               # Базовая информация
make demo              # Полная демонстрация
make test              # Автоматические тесты
make interactive       # Интерактивная сессия Prolog
make info              # Подробная информация
make trace             # Запуск с трассировкой
```

## Примеры использования

### Математические операции:
```prolog
?- max(5, 3, 7, Z).              % Z = 7
?- fact_up(5, X).                % X = 120
?- fact_down(5, X).              % X = 120
?- digit_sum_up(123, Sum).       % Sum = 6
?- digit_sum_down(123, Sum).     % Sum = 6
```

### Проверка свободности от квадратов:
```prolog
?- square_free(15).              % true
?- square_free(12).              % false (делится на 4)
```

### Операции со списками:
```prolog
?- sum_list_down([1,2,3,4], S).  % S = 10
?- sum_list_up([1,2,3,4], S).    % S = 10
?- write_list([a,b,c]).          % [a, b, c]
?- remove_by_digit_sum([12,21,34,43], 3, R). % R = [34,43]
```

### Интерактивные программы:
```prolog
?- list_sum_program.             % Интерактивная работа со списками
?- interactive_demo.             % Интерактивное меню всех функций
```

## Особенности реализации

### Рекурсия вверх vs вниз:
- **Рекурсия вверх**: традиционная рекурсия, вычисления при возврате
- **Рекурсия вниз**: с аккумулятором, хвостовая рекурсия, эффективнее по памяти

### Обработка списков:
- Поддержка пустых списков
- Корректная обработка отрицательных чисел
- Сохранение порядка элементов

### Проверка свободности от квадратов:
- Алгоритм проверяет деление на квадраты простых чисел
- Оптимизирован для чисел любого размера

## Тестирование

Система включает:
- **Автоматические тесты** для всех предикатов
- **Тесты производительности** для сравнения рекурсий
- **Стресс-тесты** для проверки надежности
- **Демонстрационные примеры** для обучения

Запуск тестов: `make test-task1`

## Docker

Все задания выполняются в изолированной Docker среде с SWI-Prolog:
- Базовый образ: `swipl:stable`
- Автоматическая сборка при запуске
- Поддержка интерактивного режима

## Требования

- Docker
- Make
- Терминал с поддержкой UTF-8 (для корректного отображения русского текста)